一种β冠状病毒多聚体抗原、其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种β冠状病毒多聚体抗原、其制备方法和应用，该β冠状病毒多聚体抗原，其氨基酸序列包括：多个直接串联或通过连接氨基酸序列串联的、β冠状病毒的刺突蛋白的受体结合区的部分氨基酸序列或全部氨基酸序列，其中串联的刺突蛋白的受体结合区的部分氨基酸序列或全部氨基酸序列来自于同一β冠状病毒，所述多个为≥3个的整数。本发明专利技术新冠病毒RBD多聚体可以稳定的表达，免疫小鼠后可以强烈的诱导免疫反应，而且新冠病毒RBD多聚体诱导小鼠产生的中和抗体滴度都与新冠病毒RBD二聚体有显著性差异。著性差异。著性差异。

【技术实现步骤摘要】
一种
β
冠状病毒多聚体抗原、其制备方法和应用
[0001]本申请是申请日为2020年10月27日，申请号为202011165603.9，专利技术名称为“一种β冠状病毒多聚体抗原、其制备方法和应用”的专利技术专利申请的分案申请。

技术介绍
：
[0002]冠状病毒科含有4个冠状病毒属，分别是α、β、γ、δ。严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS
‑
CoV)、中东呼吸综合征冠状病毒(MERS
‑
CoV)以及新型冠状病毒(2019
‑
nCoV，后又被命名为SARS
‑
CoV
‑
2)都是属于β冠状病毒属。它们都是正链RNA囊膜病毒，能够广泛感染人和动物。新冠病毒通过人血管紧张素转换酶2(human angiotensin
‑
converting enzyme 2，hACE2)进入细胞，hACE2受体在动静脉内皮细胞，动脉平滑肌细胞，肠上皮细胞和肺泡，支气管等呼吸系统器官都有分布，病毒可以感染这些含有hACE2受体的细胞。
[0003]对于疾病的治疗，有三级预防，分别是一级预防，是疾病尚未发生时对病因而采取的措施，也是预防、控制和消灭疾病的根本措施；二级预防是在潜伏期为了阻止或减缓疾病的发生而采取的措施，以及三级预防：在疾病的临床期为了减少疾病的危害而采取的措施。其中：一级预防是最高级的预防，是能够消灭疾病的根本措施，β冠状病毒疫苗属于一级预防，因此β冠状病毒疫苗的研发至关重要。
[0004]β冠状病毒的包膜上主要有3种糖蛋白：S蛋白(刺突蛋白，Spike protein，S)、E蛋白(囊膜蛋白，Envelope protein，E)蛋白和M蛋白(膜蛋白，Membrane protein，M)。S蛋白和冠状病毒入侵细胞的过程密切相关，而且是疫苗研发中重要抗原，可以产生中和抗体。其中S蛋白的受体结合区(receptor binding domain，RBD)是机体诱导产生中和抗体的最主要的抗原靶区域。

技术实现思路

[0005]专利技术目的
[0006]本专利技术的目的在于提供一种β冠状病毒多聚体抗原、其制备方法和应用。我们前期发现了，将β冠状病毒S蛋白的两个RBD串联在一起形成单链二聚体RBD蛋白可以稳定表达，二聚体RBD蛋白比单体RBD蛋白的免疫原性更好，可以诱导更高的抗体水平，这种亚单位疫苗设计策略在β冠状病毒中是通用的(PMID:32645327)。本专利技术聚焦β冠状病毒S蛋白的RBD区域作为疫苗抗原，构建RBD多聚体抗原，以期获得更好的免疫效果。新冠病毒RBD多聚体可以稳定的表达，免疫小鼠后可以强烈的诱导免疫反应，产生很高的中和抗体。而且新冠病毒RBD多聚体诱导小鼠产生的新冠假病毒中和抗体滴度都与新冠病毒RBD二聚体有显著性差异，说明新冠病毒多聚体相对于RBD二聚体提高了免疫原性，是一个很好的候选疫苗。
[0007]一种β冠状病毒多聚体抗原，其氨基酸序列包括：多个直接串联或通过连接氨基酸序列串联的、β冠状病毒的刺突蛋白的受体结合区的部分氨基酸序列或全部氨基酸序列，其中串联的刺突蛋白的受体结合区的部分氨基酸序列或全部氨基酸序列来自于同一β冠状病毒，所述多个为≥3个的整数。
[0008]上述β冠状病毒多聚体抗原在一种可能的实现方式中，串联的刺突蛋白的受体结
合区的部分氨基酸序列或全部氨基酸序列来自于同一β冠状病毒为：串联的刺突蛋白的受体结合区的部分氨基酸序列或全部氨基酸序列均来自严重呼吸综合征冠状病毒、中东呼吸综合征冠状病毒或2019新型冠状病毒。
[0009]上述β冠状病毒多聚体抗原在一种可能的实现方式中，所述多个为3个或4个。
[0010]上述β冠状病毒多聚体抗原在一种可能的实现方式中，串联的β冠状病毒的刺突蛋白的受体结合区的部分氨基酸序列或全部氨基酸序列为完全相同的序列。即串联的序列之间完全相同，为多个重复序列。
[0011]上述β冠状病毒多聚体抗原在一种可能的实现方式中，不同位置的连接氨基酸序列相互独立地选自以下序列：(GGS)n连接序列，其中n表示GGS的个数，n为≥1的整数；可选地，n为选自1
‑
10的整数；进一步可选地，n为选自1
‑
5的整数。GGS三个字母分别表示氨基酸G、G、S。不同位置的连接氨基酸序列相互独立是指：连接从N端起第一个和第二个串联序列的连接氨基酸序列可以不同于连接从N端起第二个和第三个串联序列的连接氨基酸序列，依此类推。
[0012]上述β冠状病毒多聚体抗原在一种可能的实现方式中，β冠状病毒的刺突蛋白的受体结合区的部分氨基酸序列为β冠状病毒的刺突蛋白的受体结合区的全部氨基酸序列的至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、99％。
[0013]上述β冠状病毒多聚体抗原在一种可能的实现方式中，当β冠状病毒为2019新型冠状病毒时，其刺突蛋白的受体结合区的部分氨基酸序列或全部氨基酸序列选自包括以下氨基酸序列的任意一种：
[0014](1)来自于2019
‑
nCoV刺突蛋白的受体结合区的319
‑
537区域；
[0015](2)在(1)中的氨基酸序列经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸获得的氨基酸序列，该氨基酸序列编码的蛋白质具有与(1)所编码的蛋白质相同或基本相同的免疫原性。
[0016]其中：2019
‑
nCoV刺突蛋白的受体结合区的319
‑
537区域来源于2019
‑
nCoV的WH01株的刺突蛋白序列(NCBI上的GenBank：QHR63250)的R319
‑
K537区域。
[0017]上述β冠状病毒多聚体抗原在一种可能的实现方式中，当β冠状病毒为2019新型冠状病毒时，β冠状病毒抗原的氨基酸序列包括选自以下氨基酸序列的任意一种：
[0018]直接串联的3个来自于2019
‑
nCoV刺突蛋白的受体结合区的319
‑
537区域，序列如SEQ ID NO.1所示，即R319
‑
K537
‑
R319
‑
K537
‑
R319
‑
K537；
[0019]直接串联的4个来自于2019
‑
nCoV刺突蛋白的受体结合区的319
‑
537区域，序列如SEQ ID NO.2所示，即R319
‑
K537
‑
R319
‑
K537
‑
R319
‑
K537
‑
R319
‑
K537。
[0020]本专利技术还提供了一种制备上述β冠状病毒多聚体抗原的方法，包括以下步骤：在编码上述β冠状病毒抗原的核苷酸序列的5
’
端加入编码信号肽的序列，3
’
端加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种β冠状病毒多聚体抗原，其特征在于：β冠状病毒多聚体抗原的氨基酸序列包括：多个直接串联或通过连接氨基酸序列串联的、β冠状病毒的刺突蛋白的受体结合区的部分氨基酸序列或全部氨基酸序列，其中串联的刺突蛋白的受体结合区的部分氨基酸序列或全部氨基酸序列来自于同一β冠状病毒，所述多个为≥3个的整数。2.根据权利要求1所述的β冠状病毒多聚体抗原，其特征在于：串联的刺突蛋白的受体结合区的部分氨基酸序列或全部氨基酸序列来自于同一β冠状病毒为：串联的刺突蛋白的受体结合区的部分氨基酸序列或全部氨基酸序列均来自严重呼吸综合征冠状病毒、中东呼吸综合征冠状病毒或2019新型冠状病毒。3.根据权利要求1所述的β冠状病毒多聚体抗原，其特征在于：所述多个为3个或4个。4.根据权利要求1所述的β冠状病毒多聚体抗原，其特征在于：串联的β冠状病毒的刺突蛋白的受体结合区的部分氨基酸序列或全部氨基酸序列为完全相同的序列。5.根据权利要求1所述的β冠状病毒多聚体抗原，其特征在于：不同位置的连接氨基酸序列相互独立地选自以下序列：(GGS)n连接序列，其中n表示GGS的个数，n为≥1的整数；可选地，n为选自1
‑
10的整数；进一步可选地，n为选自1
‑
5的整数。6.根据权利要求1所述的β冠状病毒多聚体抗原，其特征在于：β冠状病毒的刺突蛋白的受体结合区的部分氨基酸序列为β冠状病毒的刺突蛋白的受体结合区的全部氨基酸序列的至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、99％。7.根据权利要求1所述的β冠状病毒多聚体抗原，其特征在于：当β冠状病毒为2019新型冠状病毒时，其刺突蛋白的受体结合区的部分氨基酸序列或全部氨基酸序列选自包括以下氨基酸序列的任意一种：(1)来自于2019
‑
nCoV刺突蛋白的受体结合区的319
‑
537区域；(2)在(1)中的氨基酸序列经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸获得的氨基酸序列，该氨基酸序列编码的蛋白质具有与(1)所编码的蛋白质相同或基本相同的免疫原性。8.根据权利要求1所述的β冠状病毒多聚体抗原，其特征在于：当β冠状病毒为2019新型冠状病毒时，β冠状病毒抗原的氨基酸序列包括选自以下氨基酸序列的任意一种：直接串联的3个来自于2019
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nCoV刺突蛋白的受体结合区的319
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537区域，序列如SEQ ID NO.1所示；直接串联的4个来自于2019
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【专利技术属性】
技术研发人员：高福，戴连攀，徐坤，韩雨旋，
申请(专利权)人：中国科学院微生物研究所，
类型：发明
国别省市：